生物化学代谢总结

代谢途径部位关键酶过程酵解途径共2ATP/葡萄糖→消耗2ATP→2（2ATP）共2（NADH+H+）/葡萄糖→2（NADH+H+）=3/5ATP细胞的胞浆己糖激酶*(-)：G-6-P、长链脂酰CoA6-磷酸果糖激酶-1*最重要的调节点丙酮酸激酶*(+)：F-1,6-BP；(-)：ATP、胰高血糖素（共价修饰调节）①葡萄糖磷酸化为G-6-P（己糖激酶、Mg2+）[ATP→ADP+Pi]②G-6-P转变为F-6-P（磷酸己糖异构酶）③F-6-P转变为F-1,6-BP（6-磷酸果糖激酶-1、Mg2+）[ATP→ADP+Pi]④磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖：F-1,6-BP→磷酸二羟丙酮&3-磷酸甘油醛（醛缩酶）⑤磷酸二羟丙酮转变为3-磷酸甘油醛（磷酸丙糖异构酶）⑥3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸（3-磷酸甘油醛脱氢酶）[Pi、NAD+→NADH+H+]⑦1,3-二磷酸甘油酸转变生成3-磷酸甘油酸（磷酸甘油酸激酶）[ADP+Pi→ATP]⑧3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸（磷酸甘油酸变位酶）⑨2-磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸（烯醇化酶）⑩高能磷酸基的转移：磷酸烯醇式丙酮酸→丙酮酸（丙酮酸激酶、K+、Mg+）[ADP+Pi→ATP]糖无氧氧化第二阶段细胞的胞浆丙酮酸还原为乳酸（乳酸脱氢酶）[NADH+H+→NAD+]*酵解途径第6步提供NADH+H+*乳酸的去路：释放入血，入肝脏进一步代谢：分解利用；糖异生丙酮酸的氧化脱羧共1（NADH+H+）/丙酮酸→NADH+H+=2.5ATP*丙酮酸脱氢酶复合体（又称丙酮酸脱氢酶系）是一种催化丙酮酸脱羧反应的多酶复合体，由三种酶（丙酮酸脱氢酶、二氢硫辛酰转乙酰基酶、二氢硫辛酸脱氢酶）和六种辅助因子（TPP、硫辛酸、FAD、NAD、线粒体①丙酮酸脱羧形成羟乙基-TPP②羟乙基被氧化成乙酰基，转移给硫辛酰胺③生成乙酰CoA④硫辛酸脱氢，生成FADH2⑤FADH2将氢转移给NADCoA和Mg离子）组成，在它们的协同作用下，使丙酮酸转变为乙酰CoA和CO2。三羧酸循环共1ATP/乙酰辅酶→GTP=1ATP共3（NADH+H+）和1FADH2/乙酰辅酶→FADH2=1.5ATP→3（NADH+H+）=7.5ATP*生理意义：①糖、脂肪、蛋白质最终代谢通路②糖、脂肪、蛋白质代谢联系枢纽（互变机构）③产能最多途径：四次脱氢，一次底物磷酸化④循环的本身并不能释放大量能量，而是为氧化磷酸化反应生成ATP提供还原性的NADH+H+和FADH2线粒体柠檬酸合酶异柠檬酸脱氢酶α-酮戊二酸脱氢酶复合体①乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸（柠檬酸合酶）②柠檬酸经顺乌头酸转变为异柠檬酸（顺乌头酸酶）③异柠檬酸氧化脱羧转变为α-酮戊二酸和CO2（异柠檬酸脱氢酶）[NAD+→NADH+H+]④α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA和CO2（α-酮戊二酸脱氢酶复合体）[NAD+→NADH+H+]⑤琥珀酰CoA生成琥珀酸（琥珀酰CoA合成酶）[GDP+Pi→GTP]⑥琥珀酸脱氢生成延胡索酸（琥珀酸脱氢酶）[FAD→FADH2]⑦延胡索酸加水生成苹果酸（延胡索酸酶）⑧苹果酸脱氢生成草酰乙酸（苹果酸脱氢酶）[NAD+→NADH+H+]磷酸戊糖途径*生理意义：①为核苷酸的生物合成提供核糖②提供NADPH作为供氢体参与体内多种代谢反应胞液6-磷酸葡萄糖脱氢酶*蚕豆病：红细胞内6-磷酸葡萄糖脱氢酶缺乏①氧化反应，生成磷酸戊糖、NADPH+H+及CO2②非氧化反应，包括一系列基团转移糖异生途径→消耗3ATP/丙酮酸（除丙酮酸羧化支路，3-磷酸甘油酸在磷酸甘油酸激酶的作用下转变成1,3-二磷酸甘油酸也消耗一分子ATP）*糖异生途径指从丙酮酸生成葡萄糖的具体反应过程*糖异生途径不完全是糖酵解的逆反应*酵解途径中有3个由关键酶催化的不可逆反应。在糖异生时，须由另外的反应和酶代替胞浆、线粒体*组织定位：生理情况下，肝脏是糖异生的主要器官；长期饥饿时，肾脏的糖异生作用增强；丙酮酸羧化酶磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶果糖二磷酸酶葡萄糖-6-磷酸酶这三步反应会被这样绕过：①G-6-P酶催化G-6-P生成葡萄糖②果糖二磷酸酶催化F-1,6-BP生成F-6-P③丙酮酸羧化支路1.丙酮酸（穿入线粒体）+CO2→草酰乙酸（丙酮酸羧化酶、生物素）[ATP→ADP+Pi]2.草酰乙酸（苹果酸穿梭作用穿出线粒体）→磷酸烯醇式丙酮酸+CO2（磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶）[GTP→GDP+Pi]*生理意义：①维持血糖浓度恒定②补充肝糖原③调节酸碱平衡糖原分解*生理意义：维持血糖浓度胞浆糖原磷酸化酶*只能作用于α-1,4-糖苷键①糖原n+1→糖原n+G-1-P（糖原磷酸化酶）②1-磷酸葡萄糖转变成6-磷酸葡萄糖（磷酸葡萄糖变位酶）③6-磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖（葡萄糖-6-磷酸酶）*葡萄糖-6-磷酸酶只存在于肝、肾中糖原合成→消耗2ATP组织定位：主要在肝脏、肌肉；细胞定位：胞浆；糖原合酶①葡萄糖磷酸化生成G-6-P（己糖激酶、葡萄糖激酶（肝））[ATP→ADP+Pi]②G-6-P转变成G-1-P（磷酸葡萄糖变位酶）③1-磷酸葡萄糖转变成尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG）（UDPG焦磷酸化酶、UTP）④ɑ-1,4-糖苷键式结合成糖原n+1，同时释放UDP（糖原合酶）⑤UDP→UTP[ATP→ADP+Pi]⑥ɑ-1,4-糖苷键式结合形成糖原分支（分支酶）甘油三酯的合成代谢组织定位：小肠、肝、脂肪组织一、甘油一酯途径（小肠粘膜细胞）：①CoA+RCOOH→RCOCoA（脂酰CoA合成酶）②2-甘油一酯+脂酰CoA→1,2-甘油二酯（脂酰CoA转移酶）③1,2-甘油二酯+脂酰CoA→甘油三酯（脂酰CoA转移酶）二、甘油二酯途径：①3-磷酸甘油+脂酰CoA→磷脂酸（脂酰基转移酶）②磷脂酸→1,2-甘油二酯（磷脂酸磷酸酶）③1,2甘油二酯+脂酰CoA→甘油三酯（脂酰基转移酶）甘油三酯的分解代谢*脂肪动员：储存在脂肪细胞中的脂肪被脂肪酶逐步水解为游离脂肪酸（FFA）及甘油并释放入血以供其它组织氧激素敏感性甘油三酯脂肪酶①甘油三酯→甘油二酯＋FFA（激素敏感性甘油三酯脂肪酶）②甘油二酯→甘油一酯＋FFA（甘油二酯脂肪酶）化利用的过程③甘油一酯→甘油＋FFA（甘油一酯脂肪酶）*甘油的去路：甘油→α-磷酸甘油→磷酸二羟丙酮脂酸的合成代谢胞浆乙酰CoA羧化酶①乙酰CoA羧化成丙二酸单酰CoA（乙酰CoA羧化酶、Mn2+、生物素）②合成脂肪酸*由乙酰CoA及丙二酰CoA合成长链脂酸，是一个重复加成过程，经过缩合、加氢、脱水、再加氢过程，每次延长2个碳原子。脂酸的β-氧化肉碱脂酰转移酶I①脂肪酸活化→脂酰CoA[ATP→AMP+PPi]②脂酰CoA经肉碱转运进入线粒体（肉碱脂酰转移酶I）③脂酰CoA的β-氧化*脂酰CoA在线粒体基质中β-氧化酶系的催化下，由脂酰基的β碳原子开始氧化，经脱氢、加水、再脱氢、硫解四步连续的反应，产生:1分子乙酰CoA（进入三羧酸循环）、1分子NADH+H+、1分子FADH2、1分子比原来少2个碳原子的脂酰CoA*以上生成的比原来少2个碳原子的脂酰CoA，可再进行脱氢、加水、再脱氢及硫解反应。如此反复进行，以至彻底甘油磷脂的合成*CTP在磷脂合成中的重要作用是合成CDP-胆碱/乙醇胺/甘油二酯内质网胆固醇合成组织定位：除成年动物脑组织及成熟红细胞，几乎全身各组织均可合成，以肝、小肠为主细胞定位：胞液、光面内质网HMG-CoA还原酶①2分子乙酰CoA缩合成乙酰乙酰CoA（硫解酶）②乙酰乙酰CoA→HMG-CoA（HMG-CoA合成酶）③HMG-CoA→生成甲羟戊酸（HMG-CoA还原酶）④鲨烯的合成⑤胆固醇的合成胆固醇的去路转化成胆汁酸肝细胞及类固醇激素是体内胆固醇的主要去路，也可以转化为维生素D3磷脂合成鸟氨酸循环（尿素循环或Krebs-Henseleit循环）氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ①NH3、CO2和ATP缩合生成氨基甲酰磷酸（氨基甲酰磷酸合成酶I（CPS-Ⅰ））[2ATP→2ADP+2Pi]肝细胞线粒体②氨基甲酰磷酸与鸟氨酸反应生成瓜氨酸（鸟氨酸氨基甲酰转移酶）在线粒体中进行，瓜氨酸生成后进入胞液③瓜氨酸与天冬氨酸反应生成精氨酸代琥珀酸（精氨酸代琥珀酸合成酶）胞液④精氨酸代琥珀酸裂解生成精氨酸和延胡索酸（精氨酸代琥珀酸裂解酶）胞液⑤精氨酸水解释放尿素并再生成鸟氨酸（精氨酸酶）胞液*2分子氨，一个来自于NH3，另一个来自Asp特殊胺类化合物_γ-氨基丁酸的生成谷氨酸经谷氨酸脱羧酶催化生成γ-氨基丁酸特殊胺类化合物_组胺的生成组氨酸经组氨酸脱羧酶催化生成组胺特殊胺类化合物_5-羟色胺的生成①色氨酸→5-羟色氨酸（色氨酸羟化酶）②5-羟色氨酸→5-羟色胺（5-羟色氨酸脱羧酶）含硫氨基酸的代谢_甲硫氨酸代谢甲硫氨酸参与甲基转移；SAM（S-腺苷甲硫氨酸）为体内甲基的直接供体含硫氨基酸的代谢_半胱氨酸代谢半胱氨酸与胱氨酸可以互变；半胱氨酸可转变成牛磺酸；半胱氨酸可生成活性硫酸根芳香族氨基酸代谢_苯丙氨酸和酪氨酸代谢①苯丙氨酸羟化生成酪氨酸（苯丙氨酸羟化酶、此反应为苯丙氨酸的主要代谢途径）②酪氨酸转变为儿茶酚胺和黑色素或彻底氧化分解嘌呤核苷酸的从头合成IMP的合成需6个ATPAMP的合成额外需要1个ATPGMP的合成额外需要2个ATP细胞定位：胞液组织定位：肝脏，其次是小肠和胸腺，PRPP合成酶PRPP酰胺转移酶1.合成次黄嘌呤核苷酸(inosinemonophosphateIMP)①5-磷酸核糖的活化：5-磷酸核糖（R-5-P）→磷酸核糖焦磷酸（PRPP）（PRPP合成脑、骨髓则无法进行此合成途径酶）[ATP→AMP]②获得嘌呤的N9原子：谷氨酰胺提供酰胺基取代PRPP的焦磷酸基团，形成β-5-磷酸核糖胺（PRA）和谷氨酸（磷酸核糖酰胺转移酶）③获得嘌呤C4、C5和N7原子：甘氨酸与PRA缩合，生成甘氨酰胺核苷酸（GAR）（甘氨酰胺核苷酸合成酶催化）[ATP→AMP+Pi]④获得嘌呤C8原子：GAR的自由α-氨基甲酰化生成甲酰甘氨酰胺核苷酸（FGAR）*由N10-甲酰-FH4提供甲酰基⑤获得嘌呤的N3原子⑥嘌呤咪唑环的形成⑦获得嘌呤C6原子⑧获得N1原子⑨去除延胡索酸⑩获得C2○11环化生成IMP（次黄嘌呤核苷酸）2.由IMP生成AMP和GMPAMP:①Asp的氨基与IMP相连生成腺苷酸代琥珀酸（腺苷酸代琥珀酸合成酶）[GTP→GMP+Pi]②腺苷酸代琥珀酸脱去延胡索酸生成AMP（腺苷酸代琥珀酸裂解酶）GMP：①IMP→黄嘌呤核苷酸（XMP）（IMP脱氢酶）②谷氨酰胺提供酰胺基取代XMP中C2上的氧生成GMP（GMP合成酶）[ATP→AMP+Pi]嘌呤核苷酸的补救合成脑、骨髓腺嘌呤+PRPP→AMP+PPi（APRT）;次黄嘌呤+PRPP→IMP+PPi（HGPRT）；鸟嘌呤+PRPP→GMP+PPi（HGPRT）嘌呤核苷酸的分解代谢①核苷酸→核苷+Pi（核苷酸酶）②核苷→1-磷酸核糖+碱基（核苷磷酸化酶）③嘌呤碱→黄嘌呤→尿酸（黄嘌呤氧化酶）嘧啶核苷酸的从头合成肝脏氨基甲酰磷酸合成酶II天冬氨酸氨基甲酰转移酶PRPP合成酶1.嘧啶环的合成：①谷氨酰胺、二氧化碳→氨基甲酰磷酸（氨基甲酰合成酶Ⅱ）②氨基甲酰磷酸又在天冬氨酸转氨甲酰转移酶催化下，将氨基甲酰基转移到天冬氨酸的氨基上生成氨甲酰天冬氨酸胞液③氨甲酰天冬氨酸脱水环化，生成二氢乳清酸，再脱氢即成乳清酸2.尿嘧啶核苷酸（UMP）和胞嘧啶核苷酸（CMP）合成：①乳清酸与PRPP作用生成乳清酸核苷酸（磷酸核糖转移酶）②乳清酸核苷酸脱羧成尿苷酸③UMP经相应的激酶催化而生成UDP和UTP（尿磷酸激酶、二磷酸核苷激酶），由谷氨酰胺提供氨基，使UTP转变为CTP脱氧核糖核苷酸的生成NDP→dNDP→dNTP血红素的生物合成参与血红蛋白组成的血红素主要在骨髓的幼红细胞和网织红细胞中合成。ALA合成酶*是血红素合成的限速酶*受血红素反馈抑制*高铁血红素强烈抑制*某些固醇类激素可诱导其生成①甘氨酸和琥珀酰CoA